目前，在眾多污泥處理相關(guān)技術(shù)中，堆肥技術(shù)是相對工藝技術(shù)比較成熟，目前采用較多的污泥處理技術(shù)，但由于占地面積較大，運行過程中存在NH3、H2S等臭味氣體外排現(xiàn)象，項目選址一直是困擾此類技術(shù)推廣的瓶頸問題。能否借鑒地下式污水處理廠設(shè)計模式，設(shè)計建造地下式污泥堆肥處理廠?本文介紹了我國自主研發(fā)成功的SACT堆肥技術(shù)，為這一構(gòu)想提供了可能。
一地下式堆肥系統(tǒng)
1.地下式建(構(gòu))筑物與地面建(構(gòu))筑物的區(qū)別
地下式堆肥系統(tǒng)建構(gòu)造在地下，相比較地面建(構(gòu))筑物，要額外承受土壓力以及與地面功能相適應(yīng)的其它動、靜載荷。并且由于考慮防腐等問題一般采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)形式。對于內(nèi)部的操作人員來講，也需面對更高的環(huán)境、安全風(fēng)險等級。
2.SACT高溫好氧發(fā)酵技術(shù)
SACT技術(shù)是地下式堆肥系統(tǒng)的核心技術(shù)，屬于動態(tài)高溫好氧發(fā)酵工藝技術(shù)的一個類型，作為工業(yè)化、工程化技術(shù)系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)技術(shù)主要改進(jìn)體現(xiàn)在以下三個方面：
(1)動態(tài)隧道式發(fā)酵倉型。動態(tài)隧道式發(fā)酵倉型與傳統(tǒng)動態(tài)發(fā)酵槽相比，對占地面積，臭氣污染控制，車間結(jié)構(gòu)形式三方面都進(jìn)行了不同程度的優(yōu)化。如圖1所示。
(左)與傳統(tǒng)動態(tài)發(fā)酵槽 (右)現(xiàn)場圖
圖1 動態(tài)隧道式發(fā)酵倉
(2)全機械化流程。污泥堆肥全機械化流程需要至少八個目的不同但相互關(guān)聯(lián)的機械子系統(tǒng)配合完成，如圖2所示。
圖2 全機械化流程
(3)MCCD?！皺C械-建筑協(xié)同設(shè)計”簡稱MCCD，就是將整個建(構(gòu))筑物設(shè)計中融合建筑設(shè)計與機械設(shè)計理念、方法、過程，使機械與建筑設(shè)施共同完成建(構(gòu))筑物功能的設(shè)計過程。MCCD首先做到“機械設(shè)計建筑化”，在核心非標(biāo)機械設(shè)計過程中，充分考慮到土建施工精度極限，在確保性能的前提下排除不必要的精度要求。MCCD其次要做到“建筑設(shè)計機械化”，在工程設(shè)計中充分考慮與機械得配合。
3.如何應(yīng)用SACT技術(shù)實現(xiàn)高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)地下化
動態(tài)隧道式發(fā)酵倉型對車間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，因此結(jié)構(gòu)強度和防腐蝕水平明顯提升。全機械化流程可以擺脫操作過程對人員的依賴，從而大幅度降低了操作人員需面對的環(huán)境、安全風(fēng)險。MCCD的引入，可極大壓縮系統(tǒng)無效空間，并且對堆肥系統(tǒng)除臭具有積極意義，在保障性能的前提下降低投資、減少占地面積。如圖3所示。
圖3 地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)效果圖
二地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)技術(shù)特點
1.地面占地面積小
采用地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)(流程如圖4所示)，地面僅需保留受料車間、設(shè)備安裝檢修口、排氣筒，設(shè)備安裝檢修口和排氣筒，并均可與綠化結(jié)合隱蔽設(shè)置。
2.密封性好，二次污染風(fēng)險低
整個系統(tǒng)與外界環(huán)境僅有受料車間、設(shè)備安裝檢修口、排氣筒三個連通通道，其中設(shè)備安裝檢修口常年關(guān)閉、排氣筒上游為除臭系統(tǒng)，因此實際上僅有受料車間一處空氣外溢通道，整個系統(tǒng)自然形成一個封閉有序的通風(fēng)系統(tǒng)。
圖4 地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)流程示意圖
3.節(jié)能降耗
高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)散熱主要分為兩個部分：建筑物散熱和空氣流通散熱;地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)可以有效降低建筑物散熱部分，實現(xiàn)降低能耗、提高產(chǎn)量、穩(wěn)定運行的目的。
三地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)注意問題
1.設(shè)備的可靠性問題
由于地下空間有限，車輛與輔助機械進(jìn)出不便，因此設(shè)備的可靠性要求高于地面系統(tǒng)。解決這一問題需從簡化流程工序，充分考慮備用系統(tǒng)和檢修需求;明確提出設(shè)備使用環(huán)境要求和可靠性要求;加強質(zhì)量過程控制，以確保實現(xiàn)設(shè)計性能指標(biāo)要求三方面入手。
2.有人區(qū)域通風(fēng)問題
盡管實現(xiàn)全機械化流程，但仍需考慮應(yīng)急情況下的處理措施，特別是有人進(jìn)入?yún)^(qū)域的通風(fēng)問題。解決這一問題應(yīng)遵循三個步驟進(jìn)行：第一，確定有人區(qū)域，包括可能有人區(qū)域，根據(jù)人員進(jìn)入的可能性建立分級區(qū)域并標(biāo)識;第二，建立應(yīng)急情況下系統(tǒng)運行分級管理模式;第三，根據(jù)區(qū)域分級設(shè)置相應(yīng)的強制通風(fēng)設(shè)施。
3.建筑物防滲問題
在地下水位超過系統(tǒng)底板標(biāo)高的情況下，應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)防滲，必要的時候應(yīng)設(shè)置排水溝、集水坑等設(shè)施，確保雨季系統(tǒng)的正常運行。
四某污泥高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)計方案
1.項目背景
某特大城市A區(qū)污水處理廠計劃在廠內(nèi)進(jìn)行污泥堆肥處理，日處理規(guī)模200t(含水率80%)。因廠址處于環(huán)境敏感區(qū)域，主要建(構(gòu))筑物采用地下結(jié)構(gòu)形式，地面為道路綠化，總占地面積要求控制在10000m2以內(nèi)。
2.工藝設(shè)計(如圖5所示)
圖5 地下式污泥堆肥系統(tǒng)工藝流程圖
本項目處理含水率80%的脫水污泥，脫水污泥送到位于地面的受料/混料間，在此與回流熟料及干物料按一定比例進(jìn)入混料機混合，混合好的物料通過布料系統(tǒng)輸送到位于地下的好氧發(fā)酵倉內(nèi)，在發(fā)酵倉內(nèi)強制通風(fēng)使物料充分好氧發(fā)酵，同時通過翻堆機翻拋作用使其均勻發(fā)酵并且使物料向倉尾移動;經(jīng)14天左右的時間發(fā)酵后物料的含水率已降至40%以下，干燥后的物料一部分作為回流物料循環(huán)利用，一部分作為營養(yǎng)土輸出。
3.建筑設(shè)計
該項目主體位于地下，地面需要保留的建(構(gòu))筑物僅包括受料車間、變配電間、控制室、設(shè)備安裝檢修口、排氣筒等。建筑物特征如表1所示。
表1 建筑物特征表
4.工程總投資(如表2所示)
表2工程總投資估算表
五、結(jié)語
污泥問題提出已多年，但關(guān)于技術(shù)路線的爭論仍在持續(xù)，這種情況也制約著污泥處理行業(yè)的健康發(fā)展。近兩年，這一情況有所改變，無論是政策指導(dǎo)上還是行業(yè)認(rèn)同上，以厭氧消化、高溫好氧發(fā)酵為代表的生物處理技術(shù)越來越占據(jù)主流位置。在這一背景下，如何集中力量，結(jié)合市場需求對現(xiàn)有技術(shù)存在問題進(jìn)行重點攻關(guān)，是擺脫無休止?fàn)幷?，加快污泥處理行業(yè)發(fā)展速度的關(guān)鍵。
以SACT技術(shù)為代表的機械化堆肥處理技術(shù)，為傳統(tǒng)高溫好氧發(fā)酵領(lǐng)域注入新的活力，其鮮明的技術(shù)特點和良好的可塑性為包括污泥在內(nèi)的各領(lǐng)域堆肥應(yīng)用提供了良好基礎(chǔ)手段也為與污水處理廠全地下式一體化規(guī)劃提供了新思路。
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